CN1262816A - 对信息信号的算术编码与解码 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及到对算术编码器和相应的算术解码器进行改进的方法。具体地说,提出了在进行乘法A.p之前截断A参数。此外,提出了在编码器的重新规范化步骤中进行进位控制。
Description
本发明涉及到对信息信号进行算术编码的方法、对信息信号进行算术编码的设备以及对算术编码后的信息信号进行解码的设备。
算术编码是一种用于无损失编码的周知技术，这在目前的编码原始资料中有所介绍。为了能完全理解与当前工作最为相关的算术编码的实现方法，读者请参阅[Lang 84]。该文献的附录中很好地说明了算术编码的历史。此外，[Howard 94]也给出了对算术编码的详细说明。
作为本发明主题的算术编码的实现方法，使用了两个有限长度的寄存器，它们称为C和A。图1示出了编码器操作的流程图。C寄存器指向数线上的区间的底部，区间的长度存诸在A中，见例如[Lang 81]和[Penn 88]。将所述区间分成子区间，每个子区间均对应于要加以编码的符号，每个子区间的长度均对应于相关符号的概率。就对符号进行实际编码而言，将C寄存器调整成指向与该符号相对应的子区间的底部，并将A寄存器设置成所选定的子区间的长度。然后，在对下一个符号进行编码之前，使A寄存器(和C)规范化(左移)。一般地说，在重新规范化之后，A的值位于值k与2k之间，k≤A＜2k。在本例中，将使用k＝1/2。
例如，在二进制的情况下，根据要编码的位是最有可能的符号(MPS)还是最没可能的符号(LPS)而存在有两个子区间，从而有可能两次更新C和A寄存器。假定将MPS赋给了较小区间。示出了将图1中的“更新A和C”框用于图2中的二进制情况。用p来表示输入位是LPS的概率(注意，p≤1/2，因为MPS的概率≥1/2)。用b表示要加以编码的输入位。b和p的值由“读取……”框提供。现在，如果要对MPS进行编码，C就没有变化，这是因为，选定了较小区间，且C已指向了该区间。但是，A会改变，A的更新值是A＝A-A·p(应用了MPS的概率为1-p这一事实)。如果要对LPS进行编码，则C和A都改变：C被更新为C＝C+A-A·p，新的区间长度是A＝A·p。还应注意，通过预处理和后处理，可以确保MPS总例如是“0”位，LPS总是“1”位。最后，图2示出了“近似乘法”框，因为，业已证明，可仅在小的性能损失的情况下用低精度来执行乘法A·p，从而降低了硬件的复杂性。以下将说明执行该近似乘法的技术。
就非二进制情况而言，图3中示出了图1的“更新A和C”框。现在“读取……”框提供了要加以编码的符号s以及两个概率值：符号s的概率ps以及排在符号s之后的所有符号的累积概率pt。正如从图3中看到的那样，以与其余符号不同的方式处理符号M，以便精确地“填写”A。从[Riss 89]中可以看出，最好将MPS赋给符号M。
为了能进行解码，解码器必须要知道C的值，因为，该值决定了已被编码的符号。所以，传给解码器的是C寄存器的值。实际上，每次在规范化过程中使A寄存器左移时，对C的MSB(也称为“进位标志位”)进行处理以便传送给解码器。对C而言，使用有限长度寄存器时的问题是以后必须通过因C增加而导致的进位来调整已被移出C的位。为了处理好这一点，需要进行进位控制。当前技术完全解决了编码器的上述问题，所以，该问题不会对解码器产生影响。以下将说明将解码器的复杂性减至最小的方案。
图4中示出了解码器的流程图。就二进制而言，图5中示出了“输出符号……”框。就非二进制情况而言，解码器较复杂，这是因为，在不知道s值的情况下，解码器必须要找到“C＝C+D”的逆量。
本发明的目的是对上述算术编码器进行改进。依照本发明，编码方法包括一n位符号序列，n为整数且n≥1，分别用有限长度的第一和第二寄存器去存储A参数和C参数，C参数与值区间的边界有关，A参数上所述区间的长度有关，
所述方法包括下列步骤：
(a)输入信息信号的符号及用于编码的相关符号的至少一个相应的概率值；
(b)从上述第一和第二寄存器中分别检索出用于A与C参数的值；
(c)将与从所述第一寄存器中检索出来的值相对应的值区间分解成与上述至少一个概率值相对应的子区间，并且，根据所述符号而选定前述子区间中的一个；
(d)至少更新A参数以使其值符合选定子区间的长度，从而使其值成为用来对信息信号中下一个符号进行编码的区间的新长度；
(e)将A参数的更新值存储在所述第一寄存器中；
(f)继续步骤(a)中的方法，以便对下一个符号进行编码；
上述方法的特征在于，步骤(b)还包括这样的子步骤：将A参数的值0.b0b1…bi-1bi…截成bi-1位，并且，若bi等于“1”，则在bi-1位处将1加至A的截断值。在另一个方案中，所述编码方法包括一个n位符号序列，n为一整数且n≥1，分别用有限长度的第一和第二寄存器去存储A参数和C参数，C参数与值区间的边界有关，A参数上所述区间的长度有关，
所述方法包括下列步骤：
(a)输入信息信号的符号及用于编码的相关符号的至少一个相应的概率值；
(b)从上述第一和第二寄存器中分别检索出用于A与C参数的值；
(c)将与从所述第一寄存器中检索出来的值相对应的值区间分解成与上述至少一个概率值相对应的子区间，并且，根据所述符号而选定前述子区间中的一个；
(d)至少更新A参数以使其值符合选定子区间的长度，从而使其值成为用来对信息信号中下一个符号进行编码的区间的新长度；
(e)将A参数的更新值存储在所述第一寄存器中；
(f)继续步骤(a)中的方法，以便对下一个符号进行编码；
上述方法的特征在于，步骤(b)还包括这样的子步骤：将A参数的值0.b0b1…bi-1bi…截成bi-1位，并且，若bi-1＝‘0’且bi＝‘1’，则使bi-1变为‘1’。在又一个方案中，所述编码方法包括一个n位符号序列，n为一整数且n≥1，分别用有限长度的第一和第二寄存器去存储A参数和C参数，C参数与值区间的边界有关，A参数上所述区间的长度有关，
所述方法包括下列步骤：
(a)输入信息信号的符号及用于编码的相关符号的至少一个相应的概率值；
(b)从上述第一和第二寄存器中分别检索出用于A与C参数的值；
(c)将与从所述第一寄存器中检索出来的值相对应的值区间分解成与上述至少一个概率值相对应的子区间，并且，根据所述符号而选定前述子区间中的一个；
(d)至少更新A参数以使其值符合选定子区间的长度，从而使其值成为用来对信息信号中下一个符号进行编码的区间的新的长度；
(e)将A参数的更新值存储在所述第一寄存器中；
(f)继续步骤(a)中的方法，以便对下一个符号进行编码；
上述方法的特征在于，步骤(b)还包括这样的子步骤：将A参数的值0.b0b1…bi-1bi…截成bi-1位，并使bi-1位等于‘1’。
本发明所提出的改进形式涉及到近似乘法框(该框在编码器和解码器中都使用)以及进位控制，进位控制仅在编码器的“重新规范化……”框内进行。
以下更详细地说明本发明的上述及其它其方面。
图1示出了算术编码器的流程图；
图2就二进制的情况示出了图1中编码器框“更新A和C”的流程图。LPS的概率为p，该位的要加以编码的值放在b中；
图3就非二进制的情况示出了图1中编码器框“更新A和C”的流程图。所述符号的要加以编码的值放在s中，其概率放在ps中。将M+1个符号编号为0，……M。Pt＝p0+p1+…+ps-1为排在符号s之后的所有符号的累积概率。
图4示出了解码器的流程图；
图5就二进制的情况示出了图1中解码器框“输出符号…”的流程图。LPS的概率为p，该位的要加以编码的值放在b中；
图6示出了图1中“重新规范化…”所代表的编码器框的流程图；
图7示出了图1中“初始化”所代表的编码器框的流程图；
图8示出了图1中“终止”所代表的编码器框的流程图；
图9示出了图4中“初始化”所代表的解码器框的流程图；
图10示出了图4中“重新规范化…”所代表的解码器框的流程图；
图11示出了编码器设备的实施例；以及
图12示出了解码器设备的实施例。
就对前述乘法的改进而言，可提及以下方面。在[Lang 81]中用2exp{-Q}来近似p从而解决了“避免”乘法A·p问题，其中，Q为整数。然后，用p来相乘仅对应于向右位移Q位。Q称为偏移数。再后，诸如在[Riss 89]中那样，将A寄存器规范成0.75≤A＜1.5，然后，假定A≈1，因此A·p≈p。
在[Chev 91a]和[Chev 91b]中获得了更佳的效率。他们提出了通过删除所有的低于预定的二进制数1的二进制数来近似A，并且，他们的最佳实施例使用了第二个最高有效二进制数1。因此，在该最佳实施例中，用包含有两个非零位的二进制数来近似A的值，这就意味着可用单次位移和加法操作来执行所说的乘法。最后，[Feyg93]说明了经过改进的A的近似法，这种近似法也可以用单次位移和加法操作来加以实现。
本发明中实际使用的用来近似上述乘法的方法如下。用NP位来描述概率(p)。例如，若NP＝8，则总是用二进制01000000来表示p＝1/4＝2exp{-2}＝0.01(二进制)，也就是说不包括“0.”，因为，它对所有的概率值都是相同的。将A寄存器的长度选定为NA＝NP+NX位，其中，NX表示用于近似供所述乘法使用的A值的位数。例如，使NX＝3且A＝3/4＝0.11，则A总是为8+3＝11位寄存器，它包含有11000000000(注意，仍然略去了“0.”，由于我们将A规范成总是小于1)。就上述乘法而言，我们用3位数来近似A，在这种情况下，很清楚，最佳的近似值是110。近似乘法A·p的结果总是00110000000，也就是说，也是一个11位数。[Feyg 93]除其它内容之外提出实现似近乘法的上述方式。
以下讨论应如何用NX位来近似NA位数A。
近似A的第一种方式(方法P1)包括这样的方法：将A化整成NX位而不是截断A。化整是指若A的第(NX+1)位为0则将A截成NX位，并且若第(NX+1)位为1则将1加至截断后的数中。例如，若A＝1101…，则3位近似数总是为111。所使用的这种化整方法增加了复杂性，因为，在约一半的这种情况中都必须将1加到截断后的数中，这就意味着必须要做加法操作或进行查表。
作为另一种方案(方法P2)，提出了使用称为“部分化整”的方法。利用部分化整，仅在第(NX+1)位为‘1’且第NX位为‘0’的情况下将1加到截断后表示A的数中。在这种方法中，这意味着A的近似值的第NX位等于原来的A的第NX位和第(NX+1)位的逻辑OR(或)。例如，用101来似近A＝1011…，用101来似近A＝1001…，用100来似近A＝1000…。请注意，在约有75％的情况下，所说的部分化整与“完全化整”有相同的近似值。
在又一种方案(方法P3)中，提出了通过将A截成NX位并总是将近似值的第NX位置成1来似近A，目的是进一步减少硬件实现的复杂性，因为，这种方法消除掉了一半的用于A的可能的近似值。
业已将某些周知方法的性能与上述三种新方法作了比较。图I中列出了各种方法的性能，除上述三种近似方法(P1、P2和P3)以外，表中所示方法还有用“reference(参考)”表示的参照方法、[Moff 95]的方法、[Chev 91a]的方法、用Feyg 93(1)表示的Feyg93第三段所述的方法以及用Feyg 93(2)表示的Feyg 93第四段所述的方法，所述参照方法作整个NA×NP位的乘法计算，然后仅将A截成NA位。
| 方法 | NX＝2 | NX＝3 | NX＝4 |
| referenceMoff95Chev91aFeyg93(1)Feyg93(2)P1P2P3 | 100101.25101.24101.22100.52100.33100.57101.66 | 100100.33100.57100.32100.12100.12100.19100.44 | 100100.09100.45100.19100.04100.03100.05100.10 |
表中所列数字是压缩文件的相对长度，其中，由于是上述乘法的不完全近似值，所以100对应于“无损失”。例如，数字100.57意味着由于是近似乘法因而压缩文件的长度增加了0.57％。
正如所预料的那样，方法P2的性能好于方法Moff 95的性能但不如方法P1的性能。
方法P2是一种好的折衷方案。具体地说，就NX＝3和NX＝4而言，方法P2在性能与复杂性之间有较好的折衷，因为，在有较低复杂性的情况下，方法P2的性能实际上与方法P1的性能相同(见上表)。就NX＝2而言，方法P1是一种最佳的方法，而方法P3则可用于NX＝5和更大的值。
就非二进制而言，用化整来近似A的值的方法具有潜在的问题即：当符号表(alphabet)长度增加时，不会有留给MPS的“空间”[Feyg93]。就方法Feyg 93(2)而言，对符号表长度的最坏情况限制是11[Feyg 93]。本文所提出的新的近似方法的优点是，当NX增加时，可以减少因化整而使A增加的量。所以，如果存在有这样的应用，在该应用中，概率分布成符号表的长度是有限的(并且，仅能截断或化整的方法的性能不高)，那么，就可通过增加NX来处理较大的符号表。
称为“位填充”的技术原本已解决了编码器的重新规范化步骤中的进位控制问题[Lang 81]。在遇到一系列1位的情况下，这种技术通过将0填充位插进编码后的数据流中来“捕捉”进位。这种技术的缺点是，由于有额外的填充位，该技术会减低压缩效率，并且，这种技术需要在解码器中作特殊的处理。
[Witt 87]中说明了一种在不影响压缩性能的情况下阻止进位的方法。这种方法的缺点是会略微增加解码器的复杂性。[Cham 90]中采用了[Witt 87]的思想，因此，可在不增加解码器复杂性的情况下使用上述方法。
本文中提供了一种也不会增加解码器复杂性的不同方案。图6中示出了本发明的编码器的重新规范化过程的框图。主要的改进是有C＜1.10……？的框。就这个框而言，先有技术使用了C+A＜＝1.0……？，从而，与本发明的提案相比需要额外的加法操作。
为了完整地说明编码器，图7和图8中分别示出了初始化和终止框。计数器变量与图6所示的编码器重新规范化框中使用的计数器变量相同。由于(在编码器中)C的长度为(NA+1)位，所以，该长度具有NA个小数位(“小数点之后的位”)，这些位在终止时输出，如图8所示。
图9中示出了解码器的初始化。通过从数据流中读出(NA+1)位来填充C寄存器。所读出的第一位是“空”(dummy)，因为，该位总是“0”。解码器中的C寄存器的长度仅为NA位，而在编码器中要少1。在解码器中没有特定的终止(图4中的“终止”框为空)。图10中示出了解码器中的重新规范化(图4中的“重新规范……”框)。
图11示出了本发明的编码器设备的一个实施例。该设备包括输入终端100和102，它们分别用于接收信息信号和概率信号。所述信息信号包括n位符号序列，n为整数且n≥1。赋给输入终端102的概率信号包括用于上述信息信号中各符号的一个或多个概率。就二进制符号而言，所述概率信号包括用于各个符号的一个概率值。分别提供了有限长度的第一和第二寄存器104和106，它们用于存储A参数和C参数。
可用处理器108对信息信号进行算术编码。应该认识到，在对处理器108不作非常详细的说明的情况下，该处理器包括用于从第一和第二寄存器中检索出A和C参数的值的电路、以及用于在对符号进行了编码之后分别将A和C的经过更新和重新规范的值存储进第一和第二寄存器104和106中的电路。此外，处理器108还包括用于将与从第一寄存器104检索出的值相对应的值区间分解成与上述赋给输入终端102的至少一个概率值相对应的子区间的电路、以及用于响应上述赋给输入终端100的符号而选定上述子区间中的一个的电路。
还提供了用于更新A和C参数的电路，其中，需要这一电路以便使A值符合选定子区间的长度并使C值符合上述子区间的边界。
可使用输出终端110以便响应编码后的符号而输出编码后的位。
用于从相应寄存器中检索出A和C参数的检索装置还包括在计算A·p之前截断A参数的值的装置。具体地说，可按如下方式进行截断：假定将A的值表示为0.b0b1…bi-1bi…，那么，就可将该值截断成bi-1位，并且，若bi等于‘1’，则在位bi-1的位置处将‘1’加到截断后的A值中。
在另一个方案中，将A参数的值截断成bi-1位，并且，若bi-1＝‘0’且bi＝‘1’，则使bi-1变为‘0’。在又一个方案中，将A参数截断成bi-1位并使位bi-1等于‘1’。
应该注意，处理器108可执行上述方法，如图1、2、3、6、7和8所述。
最佳的是，所述编码器设备还配备有本技术中周知的信道编码器112，它用于将所编码的信息信号信道编码(并且如果需要的话，纠错编码)成经过信道编码后的信息信号；写入器104，它用于将经过信道编码后的信号写到诸如磁性记录载体116或光学记录载体118之类的记录载体上。
图12示出了本发明解码器设备的一个实施例。该解码器设备包括输入终端120，它用于接收编码后的信息信号。提供了有限长度的第一和第二寄存器122和124，用于分别存储A参数和C参数。
可使用处理器126来响应通过输入装置134提供给处理器126的概率信号从而对通过输入终端120所接收的编码后信息信号进行算术解码。可用周知的方法获得上述概率信号。[Bruek 97]中示出了导出用于1位音频信号的概率的实例。在这一实例中，所说的概率是从提供给输出装置128的经解码后的输出信号中导出的，也就是说，在预测过滤器136中对解码后的输出信号进行预测过滤，并响应预测过滤器136的输出信号而在概率确定器138中生成所说的概率信号。应该认识到，在不对处理器126作非常详细说明的情况，处理器126包括用于从第一和第二寄存器中检索出A和C参数的值的电路、以及用于在对符号进行了解码之后分别将A和C的经过更新和重新规范的值存储进第一和第二寄存器122和124中的电路。此外，处理器126还包括用于执行图4、5、9和10所示的步骤的电路。
用于从寄存器122中检索出A参数的值的电路还包括在计算A·p之前截断A参数的值的装置。按与以上就编码器所述的相同的方式来进行上述截断，因此，不再作进一步的说明。
最佳的是，所述解码器设备还配备有本技术中周知的信道编码器132，它用于将经过信道编码的信息信号信道解码(并且如果需要的话，纠错)成用于算术解码器126的经过算术编码后的信息信号；写出器130，它用于从诸如磁性记录载体116或光学记录载体118之类的记录载体中读出经过信道编码后的信号。
可在用于视频和音频的大多数现代无损失和有损失编码方案中使用算术编码。也可以在压缩计算机数据(例如文本文件)过程中使用算术编码。本文所想象出的应用是对1位音频信号进行无损失编码。这方面请参照对应于EP专利申请书第97201680.2号(PHN16405)的US第08/966375号、和对应于国际专利申请书第IB97/01156(PHN16452)号的US第08/937435号。
尽管参照最佳实施例说明了本发明，但是，应该认识到，这些实施例都是非限制性的实例。因此，在不脱离权利要求所限定的本发明范围的情况下，各种改进形式对本技术的专家来说是明显的。
此外，本发明还在于各个新颖的特征或特征的组合。
参考文献
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Claims (27)
1、对数字信息信号进行算术编码的方法，所述信息信号包括一n位符号序列，n为整数且n≥1，分别用有限长度的第一和第二寄存器去存储A参数和C参数，C参数与值区间的边界有关，A参数与所述区间的长度有关，
所述方法包括下列步骤：
(a)输入信息信号的符号及用于编码的相关符号的至少一个相应的概率值；
(b)从上述第一和第二寄存器中分别检索出用于A与C参数的值；
(c)将与从所述第一寄存器中检索出来的值相对应的值区间分解成与上述至少一个概率值相对应的子区间，并且，根据所述符号而选定前述子区间中的一个；
(d)至少更新A参数以使其值符合选定子区间的长度，从而使其值成为用来对信息信号中下一个符号进行编码的区间的新长度；
(e)将A参数的更新值存储在所述第一寄存器中；
(f)继续步骤(a)中的方法，以便对下一个符号进行编码；
上述方法的特征在于，步骤(b)还包括这样的子步骤：将A参数的值0.b0b1…bi-1bi…截成bi-1位，并且，若bi等于“1”，则在bi-1位处将1加至A的截断值。
2、对数字信息信号进行算术编码的方法，所述信息信号包括一个n位符号序列，n为的整数且n≥1，分别用有限长度的第一和第二寄存器去存储A参数和C参数，C参数与值区间的边界有关，A参数上所述区间的长度有关，
所述方法包括下列步骤：
(a)输入信息信号的符号及用于编码的相关符号的至少一个相应的概率值；
(b)从上述第一和第二寄存器中分别检索出用于A与C参数的值；
(c)将与从所述第一寄存器中检索出来的值相对应的值区间分解成与上述至少一个概率值相对应的子区间，并且，根据所述符号而选定前述子区间中的一个；
(d)至少更新A参数以使其值符合选定子区间的长度，从而使其值成为用来对信息信号中下一个符号进行编码的区间的新长度；
(e)将A参数的更新值存储在所述第一寄存器中；
(f)继续步骤(a)中的方法，以便对下一个符号进行编码；
上述方法的特征在于，步骤(b)还包括这样的子步骤：将A参数的值0.b0b1…bi-1bi…截成bi-1位，并且，若bi-1＝‘0’且bi＝‘1’，则使bi-1变为‘1’。
3、对数字信息信号进行算术编码的方法，所述信息信号包括一个n位符号序列，n为的整数且n≥1，分别用有限长度的第一和第二寄存器去存储A参数和C参数，C参数与值区间的边界有关，A参数上所述区间的长度有关，
所述方法包括下列步骤：
(a)输入信息信号的符号及用于编码的相关符号的至少一个相应的概率值；
(b)从上述第一和第二寄存器中分别检索出用于A与C参数的值；
(c)将与从所述第一寄存器中检索出来的值相对应的值区间分解成与上述至少一个概率值相对应的子区间，并且，根据所述符号而选定前述子区间中的一个；
(d)至少更新A参数以使其值符合选定子区间的长度，从而使其值成为用来对信息信号中下一个符号进行编码的区间的新的长度；
(e)将A参数的更新值存储在所述第一寄存器中；
(f)继续步骤(a)中的方法，以便对下一个符号进行编码；
上述方法的特征在于，步骤(b)还包括这样的子步骤：将A参数的值0.b0b1…bi-1bi…截成bi-1位，并使bi-1位等于‘1’。
4、如权利要求1、2或3的方法，其特征在于，所述更新步骤还包括更新C的值，以使得C参数与选定的子区间的边界有相应的关系，从而使之成为用于对上述信息信号中的下一个符号进行编码的新的C参数，所述存储步骤还包括将更新后的C参数的值存储在所述第二寄存器内。
5、如权利要求1、2、3或4的方法，所述更新步骤还包括这样的子步骤：在将重新规范化的A和C参数的值分别存储在上述第一和第二寄存器内之前对A和C参数的值进行重新规范化，其特征在于，所述重新规范化子步骤包括：
(g1)将A的值与第一个二进制值作比较，若A的值不小于该二进制值，就脱离开上述重新规范化步骤，若A的值小于该二进制值，则
(g2)用第一个整数值乘A的值；
(g3)返回(g1)
6、如权利要求5的方法，其特征在于，若在(g1)中A小于上述第一个二进制值，则
(g4)将C的值与第二个和第三个二进制值作比较，所述第二个二进制值大于上述第三个二进制值，并且，如果C的值小于上述第二个二进制值且大于或第于上述第三个二进制值，则
(g4)从C的值中减去第四个二进制值，以便获得C的中间值；
(g5)用第二整数值乘上述C的中间值。
7、如权利要求5的方法，其特征在于，所述第一个二进制值等于0.100…0。
8、如权利要求5的方法，其特征在于，所述第二个二进制值等于1.000…0。
9、如权利要求5的方法，其特征在于，所述第一个整数值等于2。
10、如权利要求6的方法，其特征在于，所述第三个二进制值等于0.100…0。
11、如权利要求6的方法，其特征在于，所述第四个二进制值等于0.1000…0。
12、如权利要求6的方法，其特征在于，所述第二个整数值等于2。
13、如前述任何一个权利要求的方法，其特征在于，该方法还包括下列步骤：将所述编码后的信息信号信道编码成经过信道编码的信号。
14、如权利要求13的方法，其特征在于，该方法还包括下列步骤：将上述信道信号记录在记录载体上。
15、用于执行前述任何一个权利要求的方法的设备。
16、如权利要求15的用于对数字信息信号进行算术编码的设备，所述数字信息信号包括一个n位符号序列，n为的整数且n≥1，所述设备包括：
有限长度的第一和第二寄存器，它们用于分别存储A参数和C参数，所述C参数与值区间的边界有关，所述A参数与所述区间的长度有关；
输入装置，它用于接收信息信号的符号及用于编码的相关符号的至少一个相应的概率值；
检索装置，它用于从上述第一和第二寄存器中分别检索出用于A与C参数的值；
用于将与从第一寄存器中检索出来的值相对应的值区间分解成与上述至少一个概率值相对应的子区间并根据所述符号而选定前述子区间中的一个的装置；
用于至少更新A参数以使其值符合选定子区间的长度从而使其值成为用来对信息信号中下一个符号进行编码的区间的新长度的装置；
用于将A参数的更新值存储在所述第一寄存器中的装置；其特征在于，
所述检索装置还包括这样的装置，它用于将A参数的值0.b0b1…bi-1bi…截成bi-1位，并且，若bi等于“1”，则在bi-1位处将1加至A的截断值。
17、如权利要求15的用于对数字信息信号进行算术编码的设备，所述数字信息信号包括一个n位符号序列，n为的整数且n≥1，所述设备包括：
有限长度的第一和第二寄存器，它们用于分别存储A参数和C参数，所述C参数与值区间的边界有关，所述A参数与所述区间的长度有关；
输入装置，它用于接收信息信号的符号及用于编码的相关符号的至少一个相应的概率值；
检索装置，它用于从上述第一和第二寄存器中分别检索出用于A与C参数的值；
用于将与从第一寄存器中检索出来的值相对应的值区间分解成与上述至少一个概率值相对应的子区间并根据所述符号而选定前述子区间中的一个的装置；
用于至少更新A参数以使其值符合选定子区间的长度从而使其值成为用来对信息信号中下一个符号进行编码的区间的新长度的装置；
用于将A参数的更新值存储在所述第一寄存器中的装置，其特征在于，
所述检索装置还包括这样的装置，它用于将A参数的值0.b0b1…bi-1bi…截成bi-1位，并且，若bi-1＝‘0’且bi＝‘1’，则使bi-1变为‘1’。
18、如权利要求15的用于对数字信息信号进行算术编码的设备，其特征在于，所述数字信息信号包括一个n位符号序列，n为的整数且n≥1，所述设备包括：
有限长度的第一和第二寄存器，它们用于分别存储A参数和C参数，所述C参数与值区间的边界有关，所述A参数上所述区间的长度有关；
输入装置，它用于接收信息信号的符号及用于编码的相关符号的至少一个相应的概率值；
检索装置，它用于从上述第一和第二寄存器中分别检索出用于A与C参数的值；
用于将与从第一寄存器中检索出来的值相对应的值区间分解成与上述至少一个概率值相对应的子区间并根据所述符号而选定前述子区间中的一个的装置；
用于至少更新A参数以使其值符合选定子区间的长度从而使其值成为用来对信息信号中下一个符号进行编码的区间的新长度的装置；
用于将A参数的更新值存储在第一寄存器中的装置，其特征在于，
所述检索装置还包括这样的装置，它用于将A参数的值0.b0b1…bi-1bi…截成bi-1位，并使bi位等于‘1’。
19、如权利要求16、17或18的设备，该设备还包括重新规范化装置，它用于在将重新规范化的A和C参数的值分别存储在上述第一和第二寄存器内之前对A和C参数的值进行重新规范化，其特征在于，所述重新规范化装置包括这样的装置，它用于：
(g1)将A的值与第一个二进制值作比较，若A的值不小于该第一个二进制值，就脱离开上述重新规范化步骤，若A的值小于该二进制值，则
(g2)用第一个整数值乘A的值。
20、如权利要求19的设备，其特征在于，所述重新规范化装置包括这样的装置，它用于：
(g4)将C的值与第二个和第三个二进制值作比较，所述第二个二进制值大于上述第三个二进制值；
(g4)从C的值中减去第四个二进制值，以便获得C的中间值；
(g5)用第二整数值乘上述C的中间值。
21、如权利要求15至20任何一个的设备，其特征在于，该设备还包括用于将编码后的信息信号信道编码成经过信道编码的信号的装置。
22、如权利要求21的设备，其特征在于，该设备还包括用于将上述信道信号记录在记录载体上的装置。
23、用于将经过算术编码的信息信号以算术方式解码成信息信号的设备，所述信息信号包括一个n位符号序列，n为的整数且n≥1，所述设备包括：
输入装置，它用于接收经过算术编码的信息信号；
有限长度的第一和第二寄存器，第一寄存器用于存储A参数，所述A参数与值区间的长度有关，第二寄存器用于存储C参数，所述第二寄存器在解码步骤之前的内容是通过将经过算术编码的信息信号的m位移进该第二寄存器而从前一解码步骤内得到的第二寄存器内容中获得的，其中，m是整数变量且m≥0；
生成器装置，它用于生成要加以解码的相关符号的至少一个概率值；
检索装置，它用于从上述第一和第二寄存器中分别检索出用于A与C参数；
导出装置，它用于根据上述至少一个概率值并根据A的值和C的值而导出符号；
用于至少更新A参数以使其值成为用来对信息信号中下一个符号进行解码的区间的新长度的装置；
用于输出所导出的符号的装置；
用于将A参数的更新值存储在所述第一寄存器中的装置；其特征在于，
所述检索装置还包括这样的装置，它用于将A参数的值0.b0b1…bi-1bi…截成bi-1位，并且，若bi等于“1”，则在bi-1位处将1加至A的截断值。
24、用于将经过算术编码的信息信号以算术方式解码成信息信号的设备，所述信息信号包括一个n位符号序列，n为的整数且n≥1，所述设备包括：
输入装置，它用于接收经过算术编码的信息信号；
有限长度的第一和第二寄存器，第一寄存器用于存储A参数，所述A参数与值区间的长度有关，第二寄存器用于存储C参数，所述第二寄存器在解码步骤之前的内容是通过将经过算术编码的信息信号的m位移进该第二寄存器而从前一解码步骤内得到的第二寄存器内容中获得的，其中，m是整数变量且m≥0；
生成器装置，它用于生成要加以解码的相关符号的至少一个概率值；
检索装置，它用于从上述第一和第二寄存器中分别检索出用于A与C参数；
导出装置，它用于根据上述至少一个概率值并根据A的值和C的值而导出符号；
用于至少更新A参数以使其值成为用来对信息信号中下一个符号进行解码的区间的新长度的装置；
用于输出解码后的符号的装置；
用于将A参数的更新值存储在第一寄存器中的装置；其特征在于，
所述检索装置还包括这样的装置，它用于将A参数的值0.b0b1…bi-1bi…截成bi-1位，并且，若bi-1＝‘0’且bi＝‘1’，则使bi-1变为‘1’。
25、用于将经过算术编码的信息信号以算术方式解码成信息信号的设备，所述信息信号包括一个n位符号序列，n为的整数且n≥1，所述设备包括：
输入装置，它用于接收经过算术编码的信息信号；
有限长度的第一和第二寄存器，第一寄存器用于存储A参数，所述A参数与值区间的长度有关，第二寄存器用于存储C参数，所述第二寄存器在解码步骤之前的内容是通过将经过算术编码的信息信号的m位移进该第二寄存器而从前一解码步骤内得到的第二寄存器内容中获得的，其中，m是整数变量且m≥0；
生成器装置，它用于生成要加以解码的相关符号的至少一个概率值；
检索装置，它用于从上述第一和第二寄存器中分别检索出用于A与C参数；
导出装置，它用于根据上述至少一个概率值并根据A的值和C的值而导出符号；
用于至少更新A参数以使其值成为用来对信息信号中下一个符号进行解码的区间的新长度的装置；
用于输出解码后的符号的装置；
用于将A参数的更新值存储在所述第一寄存器中的装置；其特征在于，
所述检索装置还包括这样的装置，它用于将A参数的值0.b0b1…bi-1bi…截成bi-1位，并使bi位等于‘1’。
26、如权利要求24、25或26的解码设备，其特征在于，该设备还包括信道解码装置，它用于在进行算术解码之前对经过算术编码的信息信号进行信道解码。
27、如权利要求26的设备，其特征在于，该设备还包括读出装置，它用于从记录载体中读出经信道编码的算术编码信息信号。
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Legal Events
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Assignee: Shenzhen Ling Ling Digital Technology Development Co., Ltd. Assignor: Holland Royal PHILPS electronics Limited by Share Ltd Contract fulfillment period: From September 10, 2002 to September 10, 2012 Contract record no.: 051000030031 Denomination of invention: Arithmetic coding and decoding of information signals Granted publication date: 20040114 License type: General permission Record date: 20050221 |
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Owner name: KONINKLIKE PHILIPS ELECTRONICS N. V. Free format text: FORMER NAME: KONINKLIJKE PHILIPS ELECTRONICS N.V. |
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Application publication date: 20000809 Assignee: Guangdong OPPO Mobile Communications Co., Ltd. Assignor: Koninkl Philips Electronics NV Contract record no.: 2015990000809 Denomination of invention: Arithmetic encoding and decoding of information signal Granted publication date: 20040114 License type: Common License Record date: 20150922 |
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Application publication date: 20000809 Assignee: Dongguan de video technology Co. Ltd. Kit Assignor: Koninkl Philips Electronics NV Contract record no.: 2015990001029 Denomination of invention: Arithmetic encoding and decoding of information signal Granted publication date: 20040114 License type: Common License Record date: 20151211 Application publication date: 20000809 Assignee: China Hualu Group Ltd. Assignor: Koninkl Philips Electronics NV Contract record no.: 2015990001034 Denomination of invention: Arithmetic encoding and decoding of information signal Granted publication date: 20040114 License type: Common License Record date: 20151215 |
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| LICC | Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model | ||
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Application publication date: 20000809 Assignee: Shenzhen Maxmade Technology Co.,Ltd. Assignor: Koninkl Philips Electronics NV Contract record no.: 2017990000149 Denomination of invention: Arithmetic encoding and decoding of information signal Granted publication date: 20040114 License type: Common License Record date: 20170425 |
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